Macam-Macam Semen dan Kegunaannya Proses pembuatan gelas

LISTRIK untuk SMP KEGIATAN PEMBELAJARAN 4: KIMIA TERAPAN 1 KIMIA INDUSTRI KELOMPOK KOMPETENSI H Modul Guru Pembelajar Mata Pelajaran Kimia SMA 99 H 2 O. Pada proses basah peristiwa ini berlangsung dalam ‘rotary klin’ sedangkan pada proses kering sebagian berlangsung dalam ‘suspension preheater’ dan sebagian pada ‘short rotary klin’.  Pelelehan sintering: bertujuan meleburkan bahan baku agar dapat bereaksi.  Reaksi reaction: bertujuan membentuk senyawa-senyawa dengan rumus- rumus tertentu yang disingkat sebagai C 2 S, C 3 S, C 3 A, C 4 AF, dll. Suhu pada rotary klin pada akhirnya mencapai 1425-1540 ºC. Semen yang terjadi berupa terak clinker, kemudian didinginkan secara cepat dengan alat pendingin dan dikumpulkan. Apabila clinker didinginkan perlahan- lahan, alumina dan feri oksida berkesempatan mengkristal dan membentuk C 3 A dan C 4 AF. Dengan pendinginan cepat terjadi cairan ‘lewat dingin’ atau kaca. Oleh karena itu, kecepatan pendinginan menentukan jumlah relatif kristal dan bentuk amorf yang terjadi. Akhirnya clinker ini ditambah sedikit gypsum CaSO 4 .2H 2 O dan digiling secara kering dalam penggiling clinker menjadi semen. Suhu dalam rotary klin yang naik perlahan-lahan berhubungan dengan reaksi yang berlangsung di dalamnya. Pada 600 ºC magnesium karbonat terurai menjadi magnesium oksida dan CO 2 , selanjutnya pada 900 ºC baru kalsium karbonat terurai menjadi CaO dan CO 2 dan pencairan terjadi pada 1320 ºC yang memulai terjadinya interaksi antara kapur, silika, alumina, dan feri oksida. Interaksi antara kapur dan silika pada pembentukan C 2 S yang sebagiannya akan berubah menjadi C 3 S berlangsung cepat pada 1375 ºC.

b. Macam-Macam Semen dan Kegunaannya

Semen portland sesungguhnya merupakan sekelompok semen yang terdiri atas lima macam tipe berdasarkan komponen-komponen penyusunnya yang berbeda kadarnya maka berbeda pula sifatnya, yang selanjutnya digunakan sebagai dasar penentuan untuk penggunaannya. Adapun kelima macam tipe semen portland ini dikenal sebagai tipe I regular type, tipe II moderate heat of hardening, tipe III high early strength, tipe IV low heat, dan tipe V sulfate resistant. PPPPTK IPA Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud KEGIATAN PEMBELAJARAN 4: KIMIA TERAPAN 1 KIMIA INDUSTRI KELOMPOK KOMPETENSI H 100 Tabel 4.2 Komposisi setiap tipe semen portland ini dirangkumkan dalam tabel berikut. Tipe komposisi C 3 S C 2 S C 3 A C 4 AF CaSO 4 MgO CaO I II III IV V 45 44 53 28 38 27 31 19 39 43 11 5 11 4 4 8 13 9 12 9 3,1 2,8 4,0 3,2 2,7 2,9 2,5 2,0 1,8 1,9 0,5 0,4 0,7 0,2 0,5 Setiap komponen dalam semen portland mempunyai fungsi masing-masing. C 3 A menghasilkan suatu bentuk yang diinginkan, tetapi pembentukan tersebut tidak segera melainkan butuh waktu untuk terjadinya C 3 S sebagai penguat pada waktu awal 7-8 hari sedangkan C 2 S bersama-sama dengan C 3 S merupakan penguat pada keadaan akhir setelah 1 tahun. Fe 2 O 3 , Al 2 O 3 , MgO, dan alkali merendahkan suhu pembentukan terak clinker.

c. Jenis-jenis semen

- Semen pozzolan: yang dibuat dari campuran 2-4 bagian pozzolan dengan 1 bagian kapur hidrat yang digiling bersama-sama. Kekuatannya mula-mula kurang dari semen portland, tetapi setelah jangka waktu 1 tahun menjadi sama kekuatannya dan yang lebih menguntungkan adalah pozzolan tahan terhadap daya korosif larutan garam dan air laut lebih dari semen portland. - Semen silikat: dibuat dari 2 bagian serbuk silika dan 1 bagian natrium silikat. Semen ini tahan terhadap berbagai asam dengan berbagai konsentrasi, kecuali asam fluorida. - Semen magnesium oksiklorida: diperoleh dengan mereaksikan secara eksotermal larutan 20 magnesium klorida dalam magnesia MgO yang didapat dari kalsinasi magnesit dan magnesia dari air laut. Semen ini berguna sebagai pengisi dalam pemasangan ubin, misalnya teraso, porselin, keramik, dll dan dapat pula diberi warna semen berwarna atau semen putih dalam perdagangan. LISTRIK untuk SMP KEGIATAN PEMBELAJARAN 4: KIMIA TERAPAN 1 KIMIA INDUSTRI KELOMPOK KOMPETENSI H Modul Guru Pembelajar Mata Pelajaran Kimia SMA 101

5. Industri Gelas a. Sejarah

Pada awal tahun 6000 atau 5000 SM, tak dapat diketahui dengan pasti, bangsa mesir kuno sudah membuat permata tiruan dari gelas. Kaca jendela sudah dikenal sekitar awal tahun 290 M. Selanjutnya sampai masa kini gelas masih dibuat secara besar-besaran untuk mendukung keperluan kehidupan sehari-hari. b. Bahan Baku dan sifat-sifat gelas Tiga komponen utama yang membentuk sifat-sifat khas dari gelas, yaitu Pembentuk, Pengubah, dan Penstabil. Bahan pembentuk gelas adalah zat-zat yang dapat membentuk sifat bening dan tidak kristal atau amorf, yaitu silika SiO 2 . Ada pula gelas selain silika sebagai bahan pembentuknya juga ditambahkan oksida-oksida boron, fosfor, germanium, arsen sebagai pembentuk yang memberikan sifat khusus terhadap gelas tersebut. Misalnya: oksida boron memberikan sifat refraktori, oksida arsen menghilangkan terbentuknya gelembung-gelembung gas, oksida timbal menaikkan nilai indeks bias dan tahanan listrik, oksida besi dan nikel memberi warna gelas, oksida mangan menghilangkan warna. Gelas yang terdiri atas bahan pembentuk dan pengubah saja tidak bersifat stabil, misalnya campuran silika dan oksida natrium membentuk gelas yang larut dalam air yaitu water glass. Dengan demikian untuk membentuk gelas yang baik diperlukan komposisi ketiga yaitu bahan penstabil, misalnya oksida-oksida kalsium, aluminium dan seng. Secara umum bahan baku gelas terdiri atas pasir, soda kapur, dolomit, feldspar, arsenat, karbon, cullet. Cullet ini adalah lelehan dari barang-barang limbahan gelas yang dilebur kembali menjadi bahan gelas, misalnya dari pecahan-pecahan gelas dan lain-lain. Walaupun sifat-sifat gelas yang khas ditentukan oleh komposisi, ada beberapa sifat yang dimiliki gelas pada umumnya. Sifat-sifat umum gelas ini adalah keras, rapuh, tidak menghantarkan listrik. Gelas tidak menunjukkan titik leleh yang tajam seperti halnya zat yang berstruktur kristal. Bila dipanaskan gelas akan melunak menjadi cair perlahan-lahan dan apabila didinginkan perlahan-lahan mengeras sampai kaku. Hal ini disebabkan oleh beragamnya ikatan kimia antara atom-atom PPPPTK IPA Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud KEGIATAN PEMBELAJARAN 4: KIMIA TERAPAN 1 KIMIA INDUSTRI KELOMPOK KOMPETENSI H 102 dalam gelas, sehingga tidak ada temperatur tertentu dimana semua ikatan tersebut akan putus bersama-sama. Beberapa sifat gelas yang lain adalah sebagai berikut : 1 Sifat optik Apabila gelas kena cahaya, sebagian besar gelas akan meneruskan cahaya tersebut karena sifatnya yang transparan. Sebagian kecil cahaya tersebut akan dipantulkan, dibelokkan atau diserap.Dengan mengatur komposisi gelas maka salah satu dari ketiga sifat yang disebutkan terakhir ini dapat ditonjolkan. Misalnya pada lensa lebih menonjol sifat membelokkan cahaya refraktori , pada cermin lebih menonjol sifat pemantulan cahaya refleksi . 2 Sifat kimia Pada umumnya gelas tidak bereaksi dengan kebanyakan zat-zat kimia, kecuali dengan asam flourida, asam pospat pekat panas, basa pekat panas, karena itu gelas dapat dipergunakan sebagai tempat zat-zat kimia tanpa mengalami kerusakan. 3 Sifat mekanik Sebelum sampai pada titik pecahnya gelas bersifat elastis sempurna. Bila pada permukaan gelas telah terjadi keretakan, maka tekanan yang diterima gelas selanjutnya akan terkumpul pada bagian yang retak itu dan tidak dapat disebarkan merata keseluruh permukaaan gelas, sehingga mempercepat patahnya gelas pada bagian yang retak itu. 4 Sifat termal Gelas merupakan penghantar panas yang tidak baik, tetapi apabila telah menerima panas maka panas itu akan dipertahankannya. Oleh karena itu gelas dapat tahan pada suhu tinggi dan dapat menjadi pelindung untuk bertahan terhadap perubahan suhu yang tiba-tiba. 5 Sifat listrik Meskipun secara umum gelas bersifat isolator listrik, namun gelas memiliki sifat yang istimewa terhadap listrik. Keistimewaan ini meliputi tahanan yang diberikan gelas apabila dilalui arus listrik, kemampuan gelas untuk menyimpan listrik dalam medan listrik, dapat mengabsorpsi energi dari gelombang listrik dan dapat dipecah apabila dihubungkan dengan beda potensial listrik tertentu. LISTRIK untuk SMP KEGIATAN PEMBELAJARAN 4: KIMIA TERAPAN 1 KIMIA INDUSTRI KELOMPOK KOMPETENSI H Modul Guru Pembelajar Mata Pelajaran Kimia SMA 103 Sifat unik ini dapat dimanfaatkan untuk penggunaan gelas pada alat-alat elektronika.

c. Proses pembuatan gelas

Pembentukan gelas meliputi tahap- tahap berikut : 1 Penyediaan bahan mentah gelas Bahan-bahan baku meliputi pasir, soda abu Na 2 CO 3 , kapur CaO, feldspar KalSi 3 O 8 , dolomit CaCO 3 .MgCO 3 , arsenat AsO 4 3- , karbon C, mula-mula digiling terlebih dahulu, diayak, dipisahkan dari bahan pengotor yang tidak diinginkan. Kemudian, dimasukan ke dalam mesin pencampur dan ditambahkan kedalamnya cullet untuk menurunkan titik leleh campuran. 2 Peleburan dalam dapur peleburan Pada tahap ini bahan baku gelas mengalami reaksi pembentukan gelas, dengan suhu tinggi sekitar 1400 o C. Dapur peleburan dibuat dari bahan keramik yang tahan suhu tinggi dan disebut refraktori. 3 Pembentukan gelas Pembentukan gelas dilakukan pada suhu tinggi, yaitu pada saat gelas masih dalam keadaaan cair. Biasanya pembentukan terjadi pada suhu 700 – 1000 o C. 4 Annealing bahan gelas yang telah terbentuk Yaitu pendinginan barang gelas yang telah terjadi secara perlahan-lahan dan terkontrol. Tujuan upaya ini adalah mencegah timbulnya tegangan-tegangan pada gelas yang dibuat yang dapat menyebabkan pecah atau retak. 5 Pengerjaan penyempurnaan Disebut pula tahap finishing atau proses tempering, dengan cara pemanasan gelas yang telah mengalami annealing sampai mendekati titik lunaknya, lalu di dinginkan tiba-tiba dalam media minyak atau udara, maka akan diperoleh gelas dengan kekuatan 3-5 kali lipat.

d. Jenis – jenis gelas Beberapa jenis gelas diantaranya adalah: